Un nuevo espectrómetro de cristal de rayos X para detectar el estado térmico de materiales extremos en la Tierra.
El trabajo, presentado en un artículo en Scientific Instruments Reviews, describe nuevas formas de cristal creadas para NIF, el láser más potente del mundo. Los plasmas de alta densidad de energía producidos por láseres, similares a los que se encuentran en los núcleos de las estrellas, las explosiones nucleares y los planetas gigantes, pueden ser los estados más extremos de la materia creados en la Tierra.
PPPL construyó previamente un espectrómetro para NIF, entregado en 2017, para proporcionar mediciones de alta resolución de las temperaturas y densidades extremas del plasma de NIF para experimentos de fusión por confinamiento inercial. Los datos obtenidos se presentan en conferencias invitadas y publicaciones revisadas por pares.
Estos instrumentos miden perfiles de parámetros clave, como las temperaturas de iones y electrones de grandes cantidades de masa térmica que están confinadas magnéticamente en un tokamak toroidal para facilitar las reacciones de fusión. Por el contrario, el plasma HED generado por los láseres NIF es una sustancia puntiforme diminuta que requiere espectrómetros de diferentes diseños para estudios de alta resolución.
El espectrómetro detecta cobre, tantalio y ahora plomo EXAFS. Desde el cobre hasta el tantalio y el plomo, la energía de los rayos X es cada vez mayor y la relación señal-ruido es cada vez menor, lo que requiere optimizar el diseño del espectrómetro. La colaboración se transferirá al NIF en junio + octubre de 5438, cuando estará previsto que los nuevos cristales se prueben allí, y los investigadores de ambos laboratorios esperan ansiosamente los resultados.
“En experimentos que miden los espectros EXFAS con la alta resolución del NIF requerida para las observaciones EXAFS A diferencia de los cristales curvos esféricos, cilíndricos o toroidales comúnmente utilizados, este nuevo cristal sigue una forma de espiral sinusoidal, por lo que el novedoso diseño permite las necesidades más exigentes. Los requisitos de las mediciones EXAFS para detectar materiales de alta Z altamente comprimidos se vuelven posibles.